Яманиялик олимлар қаттиқ электролитлар бўйича рекорд ўрнатди

Нагоя университети япониялик тадқиқотчилари ЛЛНОФ материалининг хусусиятларини сезиларли даражада яхшилаб, оксидли қаттиқ электролитлар орасида литий-ион ўтказувчанлиги бўйича мутлақ рекорд ўрнатишга эришдилар. ixbt.com маълумотига кўра, ушбу илмий ютуқ хавфсизроқ ва самаралироқ қаттиқ жисмли аккумуляторларни яратиш йўлидаги муҳим қадам бўлиши мумкин. Бу ҳақда Ixbt.com хабар беради.

Ҳозирги кунда кенг қўлланилаётган анъанавий литий-ион батареяларнинг асосий камчиликларидан бири — уларнинг таркибидаги ёнувчан суюқ электролитдир. Батарея шикастланганда бундай суюқликлар қисқа туташув ва ёнғин келиб чиқишига сабаб бўлиши мумкин. Айнан шунинг учун дунё бўйлаб муҳандислар хавфсизроқ бўлган қаттиқ жисмли аккумуляторларни ишлаб чиқиш устида фаол иш олиб бормоқдалар.

Оқим тезлигини оширишдаги тўсиқлар

Бироқ шу пайтгача қаттиқ тизимларнинг ривожланишига асосий тўсиқ бўлиб келган омил — қаттиқ материаллар ичида литий ионларининг ҳаракатланиш тезлиги нисбатан пастлиги эди. Ҳозирги кунда сульфидли ва хлоридли электролитлар энг юқори кўрсаткичларни кўрсатса-да, улар намликка ўта сезгирлиги ва заҳарли газлар ажратиб чиқариши мумкинлиги билан хавф туғдиради.

Оксидли материаллар кимёвий жиҳатдан анча барқарор ҳисобланади, лекин улар литий ташиш самарадорлиги бўйича анъанавий равишда рақобатчиларидан ортда қолиб келаётган эди. Шунга қарамай, ЛЛНОФ материали бу борада ноёб истисно бўлиб чиқди ва олимлар эътиборини тортди.

Фтор элементининг ўрни ва янги рекорд

Маълумотларга кўра, ҳали 2024-йилда ушбу материалнинг ўтказувчанлиги тахминан 7 мСм/см (миллисименст сантиметрга) даражасида бўлган. Эндиликда эса олимлар нафақат бу ҳодисанинг сабабини аниқлашди, балки кўрсаткични икки мартадан зиёд оширишга муваффақилдилар.

Ўтказилган тадқиқотлар шуни кўрсатдики, литий иони ҳаракатланаётган вақтда қўшни фтор иони бир вақтнинг ўзида қарама-қарши томонга силжийди. Бу кристалл панжара ичидаги энергетик тўсиқни пасайтириб, фтор литий учун йўлни бўшатишини ва унинг кўчишини сезиларли даражада тезлаштиришини таъминлайди.

Литий, лантан ва материал тузилишидаги бўш позициялар нисбатини мукаммал оптималлаштирган тадқиқотчилар ўтказувчанлик даражасини 16,3 мСм/см гача етказдилар. Мутахассисларнинг таъкидлашича, бу ушбу синфдаги оксидли қаттиқ электролитлар орасида қайд этилган энг юқори ҳажм ўтказувчанлик кўрсаткичидир.

Ҳозирча гап тайёр батарея маҳсулоти эмас, балки фундаментал илмий тадқиқот ҳақида бормоқда. Шунга қарамай, очилган янги физик механизм оксидли электролитларнинг юқори хавфсизлиги ва юқори ўтказувчанлигини ўзида мужассам этган янги авлод қаттиқ жисмли аккумуляторларини яратиш учун мустаҳкам асос бўлиб хизмат қилиши кутилмоқда.